Informatyka. Michał Rad

Transkrypt

1 Informatyka Michał Rad

2 Co i po co będziemy robić Plan wykładów: Wstęp, historia Systemy liczbowe Co to jest system operacyjny i po co to jest Sprawy związane z tworzeniem i własnością oprogramowania Umiejętność myślenia algorytmicznego Język C/C++ Matlab Elementy grafiki (grafika rastrowa, wektorowa) Aspekty związane z efektywnym korzystaniem z podstawowych programów biurowych

3 Co to jest informatyka? Co właściwie znaczy to słowo? Informatyka dyscyplina nauki zaliczana do nauk ścisłych oraz techniki, zajmująca się przetwarzaniem informacji, w tym również technologiami przetwarzania informacji oraz technologiami wytwarzania systemów przetwarzających informacje. Początkowo stanowiła część matematyki, później rozwinęła się do odrębnej dyscypliny pozostaje jednak nadal w ścisłej relacji z matematyką, która dostarcza informatyce podstaw teoretycznych.

4 Co to jest w takim razie informacja? pojęcie dość podstawowe mające różne definicje w różnych dziedzinach, ale można powiedzieć tak: jest to czynnik dzięki któremu zmniejsza się stopień niepewności odbiorcy. związane z innymi, tj: dane, wiedza, komunikat lub nawet mądrość niektórzy rozróżniają dane od informacji w ten sposób, że do zaistnienia informacji potrzebna jest możliwość zrozumienia i jej interpretacji przez odbiorcę.

5 A dalej a więc informacja związana jest z przesyłaniem danych przesyłanie danych może odbywać się zarówno w czasie jak i w przestrzeni: odpowiednio jest to: przechowywanie danych i komunikacja

6 Jak tego dokonać? nośnik danych (przedmiot fizyczny, na którym możliwe jest zapisanie informacji i z którego możliwe jest późniejsze odczytanie tej informacji zapis informacji (właściwie danych) kodowanie informacji przetwarzanie informacji

7 Przykład nośnika nośnik danych pamięć ferrytowa

8 Informatyka... Dla większości ludzi jest to właściwie wszystko to, co związane jest z komputerem no może bez wdawania się w fizyczną budowę komputera - bo to jest elektronika i hardware A co to jest komputer? Maszyna elektroniczna przeznaczona do przetwarzania informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo sygnału ciągłego. Pytanie: czy zdjęcie które widzimy na ekranie komputera to także ciąg cyfr?

9 Komputer Jakkolwiek istnieją mechaniczne urządzenia liczące, które potrafią realizować całkiem złożone programy, zazwyczaj nie zalicza się ich do komputerów. Warto jednak pamiętać, że prawzorem komputera jest abstrakcyjny model zwany Maszyną Turinga

10 Maszyna Turinga Wymyślony przez Alana Turinga abstrakcyjny model automatu służący do wykonywania algorytmów. Maszyna Turinga zbudowana jest z trzech głównych elementów: Nieskończonej taśmy zawierającej komórki z przetwarzanymi symbolami Ruchomej głowicy zapisująco-odczytującej. Układu sterowania głowicą. Działanie: w zależności od obserwowanego przez głowicę symbolu w komórce taśmy oraz aktualnego stanu, maszyna Turinga w pojedynczym ruchu: zmienia stan, wpisuje symbol w obserwowanej komórce taśmy, zastępując symbol tam wpisany, przesuwa głowicę o jedną komórkę w prawo lub w lewo

11 Dlaczego maszyna Turinga jest ważna? Bo każdy obecny komputer daje się sprowadzić do odpowiednio zdefiniowanej maszyny Turinga. Problem jest rozwiązywalny na komputerze, jeśli da się zdefiniować rozwiązującą go maszynę Turinga.

12 Komputer... Komputer to coś związanego z: automatem urządzeniem programowalnym urządzeniem cyfrowym urządzeniem elektronicznym urządzeniem do przetwarzania danych możliwość reprezentacji różnych wielkości, dokładność, niezawodność, możliwość wykonania dowolnego (możliwego) zadania.

13 Komputer a kalkulator (bądź inne urządzenia) komputer posiada zdolność wykonywania wielokrotnie, automatycznie powtarzanych obliczeń, według algorytmicznego wzorca zwanego programem. obecne komputery maja bardziej rozbudowany interfejs (interface)

14 A co to jest interfejs? interfejs urządzenie elektroniczne lub optyczne pozwalające na komunikacją między dwoma innymi urządzeniami, których bezpośrednio nie da się ze sobą połączyć. czyli: monitor, głośniki, drukarka, klawiatura, mysz, dżojstik, trackball, touchpad, ekran dotykowy, ale także: okno programu, wiersz poleceń, itp...

15 A co to jest algorytm? algorytm to inaczej przepis, ciąg jasno zdefiniowanych czynności koniecznych do wykonania pewnego rodzaju zadań. Jako przykład podaje się przepisy kulinarne, ale one nie mają formalnie zdefiniowanego języka rozumienie i zdolność wykonywania algorytmów to podstawowa cecha komputera

16 Kodowanie Aby informacja była czytelna dla odbiorcy (czyli była informacją) trzeba wiedzieć jak będzie ona przedstawiona, czyli zakodowana. Podobnie z algorytmem: aby był zrozumiały dla maszyny musi on być zapisany w określony sposób

17 Kodowanie danych Istnieją najróżniejsze formy kodowania, poziomy kodowania itd. litery, liczby, systemy: dziesiętny, binarny, ósemkowy, szesnastkowy itp. O tym trochę później.

18 Abacus

19 Kodowanie algorytmów Co rozumie komputer? Naprawdę to jedynie swój kod maszynowy Co to jest kod maszynowy? To taki język, w którym zapisane jest dokładnie co, krok po kroku, ma wykonać procesor. Ma to swoje wady i zalety... Do kodu maszynowego najbardziej zbliżone są języki asemblerowe

20 Przykład kodu w asemblerze

21 A może da się prościej? Da się, po to są języki wysokiego poziomu takie jak: język C, C++, Pascal, C#, Java, JavaScript... itd

22 Przykład kodu w języku C++

23 A może da się jeszcze prościej? Dalszym udogodnieniem są systemy wizualne wspomagające np. tworzenie GUI (Graphical User Interface) lub w ogóle wspomagające tworzenie programów jako takich.

24 Przykład układacza GUI

25 A co zrobić żeby procesor to zrozumiał? Trzeba mieć tłumacza - jest to program zwany kompilatorem Kompilator program służący do automatycznego tłumaczenia kodu napisanego w jednym języku (języku źródłowym) na równoważny kod w innym języku (języku wynikowym)

26 A czy są inne możliwości? Są, można użyć interpretera. Interpreterem jest np. Matlab. Interpreter program komputerowy, który analizuje kod źródłowy programu, a przeanalizowane fragmenty wykonuje.

27 A skąd wiadomo kiedy który program ma się wykonać Do tego jest potrzebny (między innymi) system operacyjny Czy komputer może działać bez systemu?

28 Zadania systemu operacyjnego System zajmuje się: planowaniem oraz przydziałem czasu procesora poszczególnym zadaniom, kontrolą i przydziałem pamięci operacyjnej dla uruchomionych zadań, dostarcza mechanizmy do synchronizacji zadań i komunikacji pomiędzy zadaniami, obsługuje sprzęt oraz zapewnia równolegle wykonywanym zadaniom jednolity, wolny od interferencji dostęp do sprzętu.

29 A do czego jeszcze ten system? Dodatkowe przykładowe zadania, którymi może ale nie musi zajmować się system operacyjny to: ustalanie połączeń sieciowych zarządzanie plikami.

30 Informacje organizacyjne: dr inż. Michał Rad Budynek B1 pokój H20 dr inż. Jarosław Kozik Budynek B1 pokój 107 Strona www:

31 Informacje organizacyjne Egzamin Lista Pytania Osoba kontaktowa?